1、姓名：王堽 学号 20140322142 班级：2014 级生物技术 1班实验五：数量性状实验一、 目的1. 以黑腹果蝇腹板上着生的小刚毛数为研究对象，了解数量性状遗传的规律和特点2. 学习运用数理统计和数学分析的方法，3. 掌握实现遗传率的计算。二、 原理遗传力，是指某一特定性状在一定时间和某一群体中由于基因的作用所造成的表型变异百分率，即亲代传递其遗传特性的能力。它可用遗传率来表示，通常指遗传变异占总变异的百分数，其值介于 0和 1之间，为 0时表明表型变异完全由环境影响所造成，为 1时表明表型变异完全由遗传因素所决定。此次主要计算狭义遗传率：h2=VA/VP=VA/VA+VD+VEVA指
2、加性遗传方差，V D指显性遗传方差，V E指环境方差。1、在生物中凡是可数、可度、可衡等并可用数字形式描述的形状，称数量性状。数量性状大都由多基因控制。2、数量性状的变异由可遗传的变异和不可遗传的变异组成，因为控制同一数量性状的基因数目很多，而每个基因的作用很小，并且很容易受环境影响。群体的表型变量通常呈连续分布。因此，对数量性状遗传的分析，要运用数理统计的方法来操作。3、果蝇的第四腹板和第五腹板上的小刚毛数就是典型的数量性状，不同的个体小刚毛数不同。本实验采用不同品系果蝇的杂交后代为研究材料，在恒温培养下，从 F2代开始观察雌雄果蝇不同个体的小刚毛数（因为考虑到 F1代还未完全出现性状分离，
3、故从 F2代开始计数） ，并且选择刚毛数最多和最少的 、 个体分别进行杂交，计算产生的 F3代的小刚毛数，最后根据以下公式估算遗传率。即 H2= G/ pi式中 p 为标准差，i=P/p 为标准选择差，P 为子代平均值亲代平均值，G 为遗传获得量。说明：在多基因遗传中，遗传因素所起的作用称为遗传率，一般采用百分比来表示。遗传率是一个统计概率，只能运用于群体而不能用于个体。遗传率有广义遗传率和狭义遗传率之分，广义遗传率是指遗传方差在总的表现型中所占的比率；而狭义遗传率是指计算基因的相加效应的方差 VA在总的表型方差中所占百分率。记作 ：狭义遗传率相加的遗传方差/表型方差相加的遗传方差(相加的遗传
4、方差显性的遗传方差环境方差)。但不管是广义遗传率还是狭义遗传率都涉及方差，方差是反映观察娄同平均数之间的变异程度。观察娄同平均数之间的偏差越大，方差就越大，也就是观察的离散度大，其分布范围广；方差小，则表示各个观察值之间比较接近。方差可用变数同平均数之间偏差的平均平方来表示。记作：S2，如写成公式则是：S2=(XX)2/n需要注意的是，公式中的分母 n，只限于平均数是由理论假定的时候才适用。如果平均数是从实际观察数计算出来的时候，则分母应该是(n-1)。三、 材料与方法1) 材料：果蝇（ Drosophila melanogaster）2) 方法：（1）统计亲本果蝇腹板刚毛的数量在解剖镜下统计
5、刚毛树量，将观察过后的果蝇放进玻璃瓶，写好标签。然后将数量和果蝇的性别记录。（2）收集亲本老师将刚毛数量最多和刚毛数量最少的五对雌雄果蝇分别收集起来，每一对都放在一个培养瓶中。（3）杂交25摄氏度下进行培养，使其杂交。经过 7天，可见下一代幼虫出现，此时把亲本果蝇倒干净并处死。（4）观察下一代羽化为成虫后，分别统计其刚毛数量，也是由老师将其麻醉后分发给学生，然后学生在解剖镜下统计后将果蝇的刚毛数量和性别输入进电脑。3.实验结果分析刚毛数量向多的方向选择简称 H，向少的方向选择简称 L。统计方法：（1）用分组数据统计频数，并作出频数分布直方图。（2）用平滑曲线将频数分布数据连接起来，与标准正态曲
6、线对比（3）用 Excel拟合出正态分布数据并作图（4）分别比较两种性别中，亲本和 H,L的正态分布曲线，定性分析数量遗传性状的定向改变（5）计算遗传力四、结果与分析果蝇刚毛统计表座位 1号392号 3号204号395号316号367号378号409号3910号2811号3412号2813号3714号3315号3216号3017号3618号3419号4020号4021号3022号3123号2824号25刚毛数量低的亲本：3 号，24 号，30 号，36 号，53 号刚毛数量高的亲本：27 号，34 号，64 号，78 号，88 号亲代频率分布直方图 亲代频数分布散点图00.020.040.06
7、0.080.1Series 10 20 40 60051015202530Series 1亲代正态分布图0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5000.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 1可以看出，亲本雌性基本符合正态分布。在 3234处分布最多，是正态分布图的中轴位置。频数散点图的分布不是很规则，有两个峰值，可能是由于样本数量小造成的。果蝇刚毛统计表座位 1号272号 3号344号275号256号287号288号329号2510号2611号2812号2913号3314号2315号3016号2917号2618号2619号2720
8、号2821号3222号2823号3424号30刚毛数量低的亲本：40 号，47 号，50 号，73 号，82 号刚毛数量高的亲本：27 号，37 号，38 号，80 号，95亲代频率分布直方图 亲代频数分布散点图1 4 7 10 13 1600.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 10 10 20 30 40 500510152025Series 1亲代正态分布图0 5 10 15 20 25 30 35 40 4500.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 1可以看出，亲代雄性果蝇基本符合正态分布，在
9、2628之间分布最多，是正态分布图的中轴位置，但是频数分布散点图出现了三个峰，是由于样本数量小的原因。H果蝇刚毛统计表41 40 34 34 43 2134 42 30 40 38 4038 39 43 38 28 3132 38 37 36 33 39子二代 H雌性频率分布直方图 子二代 H雌性频数分布散点图1 3 5 7 9 11 13 1500.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 10 10 20 30 40 500510152025Series 1子二代 H雌性正态分布图可以看出，子二代 H雌性果蝇正态分布图并不是很好，并未达到左右对称的效
10、果，没有看到在刚毛数多的区域趋向 0的现象。这是由偶然因素造成的，比如样本数量不够大，同学们在数刚毛的过程中有误差等等。但仍存在中轴位置，在 3739处，可见 H雌性的刚毛数量有偏向多的刚毛数量的趋势。H果蝇刚毛统计表33 37 32 36 31 2832 32 30 44 27 3130 28 32 31 32 2927 33 31 33 24 28子二代 H雄性频率分布直方图 子二代 H雄性频数分布散点图0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5000.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 11 3 5 7 9 111315170
11、0.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 10 10 20 30 40 500510152025Series 1子二代 H雄性正态分布图0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5000.010.020.030.040.050.060.070.080.09Series 1可以看出， 子二代 H雄性果蝇的刚毛数量符合正态分布，在 3032之间，果蝇数量最多，是正态分布的中轴位置。但是频数分布散点图中，峰的数目较多，不是很标准。L果蝇刚毛统计表32 27 26 40 42 2739 37 27 32 33 4036 37 39 33 28
12、3231 39 32 32 35 41子二代 L雌性频率分布直方图 子二代 L雌性频数分布散点图1 3 5 7 9 11 1300.010.020.030.040.050.060.070.08Series 10 10 20 30 40 50051015202530Series 1子二代 L雌性正态分布图0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5000.010.020.030.040.050.060.070.08Series 1可以看出，子二代 L雌性果蝇的刚毛数量符合正态分布，但其频数分布散点图并不是很理想，出现了好几个峰值，因为样本数量少，且同学们在数刚毛的时候偶然情况较多，
13、 ，所以不是很理想。中轴出现在 3032之间，此区间果蝇数量最多。L果蝇刚毛统计表29 26 32 21 18 2329 25 26 32 15 1527 17 20 30 30 3331 28 28 31 27 26子二代 L雄性频率分布直方图 子二代 L雄性频数分布散点图1 3 5 7 9 11 1300.010.020.030.040.050.060.070.08Series 10 10 20 30 4005101520Series 1子二代 L雄性正态分布图0 5 10 15 20 25 30 35 4000.010.020.030.040.050.060.070.08Series 1
14、子二代 L雄性果蝇的刚毛数量基本符合正态分布曲线，但是仍然由于样本数量不够多，所以不是特别对称。频数分布散点图也是出现多峰、不对称的现象。果蝇在 25-27的区间内数量最多。3.3总体结果分析亲代和 H、L 雌性果蝇刚毛数量正态分布比较6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 5700.020.040.060.080.1亲 本 雌高 雌低 雌亲代和 H、L 雄性果蝇刚毛数量正太分布比较6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 5700.020.040.060.080.1亲 本 雄高
15、雄低 雄亲代和 H、L 雌、雄性果蝇刚毛数量平均值正态分布比较6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 5700.020.040.060.080.1亲 本高 子 代低 子 代一. 总体结果分析：（1）从雌性果蝇来看，高方向选择结果比较明显，与亲本差异较大。高方向选择的曲线中轴与亲本相差 5个单位，但低方向选择的曲线中轴与亲本只差 2个单位，所以低方向选择与亲本的差异不明显，不易清晰发现。原因：可能是由于低方向选择的样品数量偏少。样本数量不是足够大，导致低方向选择不明显。（2）从雄性果蝇来看，仍然是高方向选择结果比较明显与亲本差异较大。高方
16、向选择的曲线中轴与亲本相差 4个单位，但是低方向选择的中轴位置比亲本之地一个单位，不能够明显的分离开来，素以看起来不明显。原因：仍然是样本数量少，且低方向的样本数量也少，导致低方向选择与亲本差距不明显。（3）将雌雄果蝇合起来看起平均值，由于雌性和雄性均为高方向选择与亲本的差异大，因此其平均值仍为高方向差异大。二. 遗传率的计算：亲代、子代高、低方向选择平均值和方差亲本雌 亲本雄 高雌 高雄 低雌 低雄 亲本 高 低MAX 46.0 39.0 45.0 44.0 46.0 36 42.6 44.6 41.9MIN 20.0 6.0 17.0 10.0 20 13 13.1 14.0 17.1AV
17、ERAGE 34.2 27.7 37 31 34 27 31.0 34 30.5count 93.0 90.0 118.0 91.0 176.0 122 183.0 209.0 298.0标准偏差 4.7 5.1 5.1 5.1 5.2 5.282636 4.9 5.1 5.2region 26.0 33.0 28.0 34.0 26.0 23.0 29.4 30.6 24.8NUMBER1 10.6 10.5 11.9 10.5 14.3 12.0 10.6 11.3 13.4LENTH 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0占据主导地位。同时基因的作用也非常
18、明显。这说明数量性状 2G=H-L=34-30.5=3.5则G=1.75由亲代、子代高、低方向选择平均值和方差计算 VP和 PVP=1/6（4.7+5.1+5.1+5.1+5.2+5.3）=5.0833 P=（5.0833） 1/2=2.255标准选择差 i可从实测中求得，但根据正态分布的性质，也可由入选亲本的比例（在本实验中 92只选十只，约为 0.1）决定。由实验书中查得，i=1.755把以上数只代入计算实现遗传率：h2=1.75/(2.255+1.755)=0.436五、结果与讨论讨论通过对整个实验数据的分析，我认为本实验的数据是可行的。由于数量性状遗传的探索需要的果蝇数量较多，所以此次
19、试验的数据是有我们全班一起努力，将数据整合在一起的结果，扩大了样本数量。虽然样本数量已接近 100只，但仍然出现由于样本数量少而造成的正态分布不均匀的现象，是此次实验的不足之处。结论本实验计算所得遗传率为 0.436，小于 0.5，说明在果蝇刚毛数这一性状的遗传中，环境所起的作用的遗传变异是有基因和环境共同作用的，即可遗传的变异与不可遗传的变异同时存在。这是由于控制同一数量性状的基因数目有很多个，而每个基因的作用很小，受环境影响较大。六、作业1. 什么是数量性状，数量性状与质量性状之间有什么区别和联系？试述二者的遗传学本质。答：在生物中凡是可数、可度、可衡等并可用数字形式描述的形状，称数量性状
20、。数量性状与质量性状都遵循门德尔定律，二者既有差别又有联系。具体表现在：a) 遗传性状表现为不连续分布的为质量性状，表现为连续分布的为数量性状。b) 支配数量性状和质量性状的基因数目不同，支配质量性状的是单对基因，支配数量性状的则是多对基因，因此数量性状的杂种后代基因型的比率非常复杂，需用数学统计的方法从总体效应进行分析。c) 数量性状或者质量性状的区分并不是绝对的，有时可以相互转化。但其二者的遗传学本质都是对生物的遗传现象进行分类处理，以便能够以其作为研究生命起源的工具。2.试述表型方差和基因型方差的关系？答：从基因作用来分析，基因型方差(vg)（即遗传方差）可分解为三个部分：加性方差（VA
21、）,显性方差（VD）和上位性方差（VI）。基因加性方差（VA）是指同一座位上等位基因间和不同座位上的非等位基因间的累加作用引起的变异量。显性方差是指同一座位上等位基因间相互作用引起的变异量，上位性方差是指非等位基因间的相互作用引起的变异量。显性方差和上位方差又统称为非加性的遗传方差。因此有：Vg=VA+VD+VI某个数量性状实际测得的个体或群体的数值，叫做表现型值，其变异幅度就是表现型方差。表现型值是由基因型和环境条件共同决定的，由于基因型造成的方差称为基因型方差，由于环境条件造成的则为环境方差。一个性状的表型值中遗传型值占的比重大，这种性状遗传给后代的可能性就大，如果表型值中环境影响大，则这
22、个性状遗传给后代的可能性就小。 3. 简述果蝇的麻醉操作过程，如何判断果蝇已麻醉死亡？答：果蝇具有趋光性，并且喜欢向上爬。利用这些特性，我们就能很方便地将果蝇转移到麻醉瓶中进行麻醉。1. 轻拍培养瓶，使果蝇落于培养瓶底部；2. 右手两指取下培养瓶塞，将培养瓶与麻醉瓶紧密对接；3. 左手握紧两瓶接口处，倒转使培养瓶向上；4. 右手轻拍培养瓶将果蝇震落到麻醉瓶中；5. 分开两瓶，将瓶盖各自盖好；6. 将麻醉瓶的果蝇轻拍到瓶底，迅速拔出塞子，滴上几滴乙醚，重新塞上麻醉瓶，平放在桌面上；（不能将培养瓶竖立，以免果蝇落入培养基中不便取出）7. 半分钟后，观察果蝇，不再爬动，并在瓶壁上站不稳，麻醉完成。如
23、果果蝇的翅膀与身体呈45 角翘起，表明麻醉过度，不能复苏而死亡。4.果蝇还有那些数量性状，选出某个性状设计你的实验方案？七.参考文献1李慧慧,张鲁燕,王建康. 数量性状基因定位研究中若干常见问题的分析与解答 J. 作物学报,2010,06:918-931.2杨小红,严建兵,郑艳萍,余建明,李建生. 植物数量性状关联分析研究进展 J. 作物学报,2007,04:523-530.3张磊,张宝石. 植物数量性状基因的定位与克隆J. 植物学通报,2007,04:553-560.4王建康. 数量性状基因的完备区间作图方法J. 作物学报,2009,02:239-245.5莫惠栋. 数量性状遗传基础研究的回
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